CN111397167B - 双变频系统及其变频压缩机控制方法、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双变频系统及其变频压缩机控制方法、存储介质，包括：步骤S1.周期检测空调进风温度t1减去设定温度ts所得的差值Δt；步骤S2.在Δt≥e(k)的情况下，判断两台变频压缩机的状态，若均关闭则执行步骤S3，若均开启则执行步骤S4；步骤S3.控制机组进入制冷，先开启其中一台变频压缩机，并在Δt与e(k)之间的比值或当前已开启的变频压缩机频率满足开启条件后，再开启另一台变频压缩机，然后执行步骤S5；步骤S4.在Δt与e(k)之间的比值或当前已开启的变频压缩机频率满足关闭条件时，关闭当前频率较低的变频压缩机；步骤S5.调整两台变频压缩机直至其频率趋于相同。本发明可使双变频系统适应各种负荷需求，并使变频压缩机平缓切换，且温度波动小。

Description

双变频系统及其变频压缩机控制方法、存储介质

技术领域

本发明涉及空调领域，特别涉及一种双变频系统及其变频压缩机控制方法、存储介质。

背景技术

现有的双系统变频空调，如专利CN 201710113430.8、CN 200920042622.5所示，多为1台变频系统+1个定频系统，这种架构存在的缺陷是：定频压缩机一开启即全速运行，以致定频系统在启停阶段的制冷量输出变化大，进而导致控制温度波动大。

发明内容

本发明为解决或部分解决现有技术中的不足之处，而提供一种双变频系统及其变频压缩机控制方法、存储介质。

为此，提供一种双变频系统的变频压缩机控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S1.周期性检测空调进风温度t1减去设定温度ts所得的差值Δt；

步骤S2.在检测到Δt≥设定的压缩机启动温差e(k)的情况下，判断双变频系统中两台变频压缩机的状态，若两台变频压缩机均关闭则执行步骤S3，若两台变频压缩机均开启则执行步骤S4；

步骤S3.控制机组进入制冷模式，先开启其中一台变频压缩机，并在Δt与e(k)之间的比值或当前已开启的变频压缩机频率满足任一设定的开启条件后，再开启另一台变频压缩机，然后执行步骤S5；

步骤S4.在Δt与e(k)之间的比值或当前已开启的变频压缩机频率满足任一设定的关闭条件时，关闭当前频率较低的变频压缩机；

步骤S5.调整两台变频压缩机的频率直至两者趋于相同。

作为优选方案，还包括在步骤S5之后执行的步骤S6：

在两台变频压缩机的频率趋同且运行设定时间之后的每个周期中，以Δt作为控制偏差，按PI算法同步调节两台变频压缩机的频率输出直至ts＝t1。

作为优选方案，步骤S2检测到Δt≥设定的压缩机启动温差e(k)时，先判断Δt是否等于－e(k)，若是则控制两台变频压缩机保持当前状态，否则才判断两台变频压缩机的状态。

作为优选方案，所述开启条件包括：

1)连续特征时间1检测到Δt≥e(k)/2，且当前已开启的变频压缩机频率≥变频压缩机额定频率－第一设定频率；

2)连续特征时间2检测到Δt≥e(k)/2；

3)连续特征时间2检测到当前已开启的变频压缩机频率≥变频压缩机额定频率*70％，或者连续特征时间2检测到当前已开启的变频压缩机频率≥第二设定频率。

作为优选方案，步骤S4中，若两台变频压缩机的运行频率相同，则关闭上一周期运行时间长的变频压缩机。

作为优选方案，步骤S4在关闭一台变频压缩机后，若连续特征时间3检测到Δt＜－e(k)，则关闭剩余的压缩机，并退出制冷模式。

作为优选方案，所述关闭条件包括：

1)连续特征时间1检测到Δt＜－e(k)，且至少一台变频压缩机的实际输出频率≤变频压缩机的最低频率+第三设定频率；

2)连续特征时间2检测到Δt＜－e(k)。

作为优选方案，步骤S5中调整频率的具体方法包括：

若两台变频压缩机都已开启且均不处于启动阶段，则进入频率趋同时，计算趋同目标频率＝(进入趋同前的第一变频压缩机频率+进入趋同前的第二变频压缩机频率)/2，然后分别调整第一变频压缩机、第二变频压缩机的频率至所述趋同目标频率；且/或

若当前只有一台变频压缩机已开启，则在按需求开启另一台变频压缩机并满足该变频压缩机的启动已保持设定时间后，计算趋同目标频率＝先开启的变频压缩机的当前频率/2，若计算出的趋同目标频率小于变频压缩机的最低输出频率，则趋同目标频率＝变频压缩机最低输出频率，然后分别调整第一变频压缩机、第二变频压缩机的频率至所述趋同目标频率。

还提供一种双变频系统，包括第一变频系统、第二变频系统、控制器、温度传感器，所述第一变频系统包含分别电连接控制器的第一外风机、第一冷凝器、第一内风机、第一蒸发器、第一膨胀阀、第一变频压缩机，第一外风机对第一冷凝器进行抽风散热，第一冷凝器的输出端通过管道依次连通第一膨胀阀、第一蒸发器、第一变频压缩机后连接至第一冷凝器的输入端，第一内风机位于第一蒸发器出风侧，所述第二变频系统包含分别电连接控制器的第二外风机、第二冷凝器、第二内风机、第二蒸发器、第二膨胀阀、第二变频压缩机，第二外风机对第二冷凝器进行抽风散热，第二冷凝器的输出端通过管道依次连通第二膨胀阀、第二蒸发器、第二变频压缩机后连接至第二冷凝器的输入端，第二内风机位于第二蒸发器出风侧，所述第一变频系统与第二变频系统对称设置，且第一蒸发器与第二蒸发器相邻摆放，所述温度传感器设于两者进风侧的中间从而检测空调进风温度t1，温度传感器与所述控制器电连接，还包括被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现上述的方法。

还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被控制器执行时，实现上述的方法。

有益效果：

本发明的控制方法可使双变频系统适应各种负荷需求，并在负荷变化时，使两台变频压缩机可以平缓切换，且温度波动小，控制精度高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本实施例的双变频系统的结构示意图；

图2示出了本实施例所述方法在两台变频压缩机均为关闭状态下执行的实施流程图；

图3示出了本实施例所述方法在两台变频压缩机均为开启状态下执行的实施流程图；

图4为本发明的电子设备的结构示意图；

图5为本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

本实施例的双变频系统如图1所示，由两套变频系统、控制器7、温度传感器8组成，其中第一套变频系统包含第一外风机1、第一冷凝器2、第一内风机3、第一蒸发器4、第一膨胀阀5、第一变频压缩机6，第一外风机1对第一冷凝器2进行抽风散热，第一冷凝器 2的输出端通过管道依次连通第一膨胀阀5、第一蒸发器4、第一变频压缩机6后连接至第一冷凝器2的输入端，以形成回路，第一内风机3位于第一蒸发器4出风侧以对第一蒸发器4进行抽风散热。第二套变频系统与第一套变频系统的构造相同，同样包含第二变频压缩机9、第二膨胀阀10、第二蒸发器11、第二内风机12、第二冷凝器13、第二外风机14，只是第二套变频系统与第一套变频系统对称设置，且第一蒸发器4与第二蒸发器11相邻摆放，温度传感器8设于两者进风侧的中间从而检测空调进风温度t1。两套变频系统中，所有用电器件均与控制器7连接且受其控制。

本实施例的变频压缩机控制方法基于上述双变频系统实现，包括如图2及图3所示的以下步骤：

步骤S1.空调开机后，以固定的采样周期检测空调进风温度t1减去设定温度ts之间的差值Δt，其中Δt＝t1-ts，采样周期具体称为频率计算周期。

步骤S2.比对差值Δt与设定的压缩机启动温差e(k)，若Δt≥压缩机启动温差e(k)，则判断Δt是否等于－e(k)，若是则控制两台变频压缩机保持当前状态，否则进一步判断两台变频压缩机的状态，具体地，若发现两台变频压缩机均为关闭状态，则执行步骤S3，若发现两台变频压缩机均为开启状态，则执行步骤S4。

步骤S3.控制机组进入制冷模式，然后给其中一台变频压缩机启动信号，待该变频压缩机完成启动后，检测是否满足下述开启条件之一，若是则开启另一台变频压缩机，然后跳转至步骤S5：

1)连续特征时间1检测到Δt≥e(k)/2且当前已开启的变频压缩机频率≥变频压缩机额定频率－10Hz；

2)连续特征时间2检测到Δt≥e(k)/2；

3)连续特征时间2检测到当前已开启的变频压缩机频率≥变频压缩机额定频率*70％或者正常取经验值70HZ。

步骤S4.检测是否满足下述关闭条件之一，若是则控制当前频率较低的变频压缩机软关机(若两台变频压缩机的运行频率相同，则按变频压缩机运行时间均衡原则关闭上一周期运行时间长的变频压缩机)，完成一台变频压缩机关机后，再次连续特征时间3检测到Δt＜－e(k)，则关闭剩余的压缩机，退出制冷模式，其中，所述关闭条件为：

1)连续特征时间1检测到Δt＜－e(k)且至少一台变频压缩机的实际输出频率≤变频压缩机的最低频率+5Hz；

2)连续特征时间2检测到Δt＜－e(k)。

步骤S5.按变频压缩机的调速步长进行升频/降频，直至两台变频压缩机的频率趋于相同。

具体地，若两台变频压缩机都已开启且均不处于启动阶段，则进入频率趋同时，趋同目标频率＝(进入趋同前的第一变频压缩机频率+进入趋同前的第二变频压缩机频率)/2；

若当前只有一台变频压缩机已开启，当按需求开启另一台变频压缩机并满足该变频压缩机的启动已保持一定时间后，计算趋同目标频率＝先开启的变频压缩机的当前频率/2，若计算出的趋同目标频率小于变频压缩机的最低输出频率，则趋同目标频率＝变频压缩机最低输出频率。

获得趋同目标频率后，第一变频压缩机、第二变频压缩机分别按变频压缩机的调节步长进行升频/降频，使两台变频压缩机的频率都达到趋同目标频率。

步骤S6.在两台变频压缩机的频率趋同且运行一定时间之后的每个频率计算周期中，以Δt作为控制偏差，按PI算法同步调节两台变频压缩机的频率输出，直到ts＝t1，从而提高整机能效比，降低耗电量。

为辅助说明，本实施例给出下述示例：

假设变频压缩机最小频率＝20Hz，变频压缩机额定频率＝100Hz，特征时间1＝5min，特征时间2＝8min，特征时间3＝5min，频率计算周期＝15s，变频压机调速步长＝1Hz/s，变频压缩机启动温差e(k)＝2℃，设定温度ts＝22℃，当前空调进风温度t1＝25℃。

根据上述假设，可计算得温差Δt＝3℃＞e(k)，则检测两台变频压缩机的状态，若两台变频压缩机均为关闭状态，则进入制冷模式，开启一台变频压缩机(称为变频压缩机1)，在检测到满足步骤S3的条件之一后，开启另外一台压缩机(称为变频压缩机2)；反之，若两台变频压缩机均为开启状态，则执行步骤S4以关闭一台或两台变频压缩机。

上述中，先开启的变频压缩机1的当前频率为66Hz，按需求需开启变频压缩机2至其完成启动后，按趋同目标频率＝66/2＝33Hz，控制变频压缩机1、变频压缩机2分别以1Hz/s 调整频率到33Hz，并在满足以33Hz运行1min后，按PI算法同步调节两台变频压缩机。

本实施例的方法具有以下优点：

●可使双变频系统适应各种负荷需求，负荷变化时，两台变频压缩机可以平缓切换，温度波动小，控制精度高。

●可使双变频系统在部分负荷下提高整机能效比，降低耗电量。

进一步地，步骤S5中，在频率趋同过程及频率趋同后的1min内，控制机组不按步骤S4中的控制要求去控制压缩机退出，以避免此过程造成的温度偏差影响系统误判。

进一步地，步骤S5中，若当前两台变频压缩机的实际频率已相同，或两台变频压缩机的频率在趋同运行过程中，任意一个变频系统出现主动防护，则出现主动防护的变频系统中的变频压缩机不做频率趋同处理，另一个正常运行的变频压缩机按PI算法进行频率输出，直至退出主动防护后，再控制相应的变频压缩机进入频率趋同控制。

其中，主动防护的情况具体包括：

(1)变频系统出现高温高压报警时，机组先限制升频，若温度继续升高，则开始主动降频；

(2)变频系统出现低压报警时，机组先限制升频，再开始主动降频；

(3)变频压缩机的排气压力与吸气压力的比值过低时，机组主动升频直至压比不低于 1.2。

需要说明的是：

本实施例所用的方法，可转化为可存储于计算机存储介质中的程序步骤及装置，通过被控制器调用执行的方式进行实施。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的检测电子设备的佩戴状态的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图4示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备传统上包括处理器41和被安排成存储计算机可执行指令(程序代码)的存储器42。存储器42可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器42具有存储用于执行实施例中的任何方法步骤的程序代码44的存储空间43。例如，用于程序代码的存储空间43可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码44。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图5所述的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以具有与图4的电子设备中的存储器42类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元存储有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码51，即可以由诸如41之类的处理器读取的程序代码，当这些程序代码由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (9)

1.双变频系统的变频压缩机控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S1.周期性检测空调进风温度t1减去设定温度ts所得的差值Δt；

步骤S2.在检测到Δt≥设定的压缩机启动温差e(k)的情况下，判断双变频系统中两台变频压缩机的状态，若两台变频压缩机均关闭则执行步骤S3，若两台变频压缩机均开启则执行步骤S4；

步骤S3.控制机组进入制冷模式，先开启其中一台变频压缩机，并在Δt与e(k)之间的比值或当前已开启的变频压缩机频率满足任一设定的开启条件后，再开启另一台变频压缩机，然后执行步骤S5；

步骤S4.在Δt与e(k)之间的比值或当前已开启的变频压缩机频率满足任一设定的关闭条件时，关闭当前频率较低的变频压缩机；

步骤S5.调整两台变频压缩机的频率直至两者趋于相同；所述开启条件包括：

1)连续特征时间1检测到Δt≥e(k)/2，且当前已开启的变频压缩机频率≥变频压缩机额定频率－第一设定频率；

2)连续特征时间2检测到Δt≥e(k)/2；

3)连续特征时间2检测到当前已开启的变频压缩机频率≥变频压缩机额定频率*70％，或者连续特征时间2检测到当前已开启的变频压缩机频率≥第二设定频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在步骤S5之后执行的步骤S6：

在两台变频压缩机的频率趋同且运行设定时间之后的每个周期中，以Δt作为控制偏差，按PI算法同步调节两台变频压缩机的频率输出直至ts＝t1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2检测到Δt≥设定的压缩机启动温差e(k)时，先判断Δt是否等于－e(k)，若是则控制两台变频压缩机保持当前状态，否则才判断两台变频压缩机的状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S4中，若两台变频压缩机的运行频率相同，则关闭上一周期运行时间长的变频压缩机。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S4在关闭一台变频压缩机后，若连续特征时间3检测到Δt＜－e(k)，则关闭剩余的压缩机，并退出制冷模式。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关闭条件包括：

1)连续特征时间1检测到Δt＜－e(k)，且至少一台变频压缩机的实际输出频率≤变频压缩机的最低频率+第三设定频率；

2)连续特征时间2检测到Δt＜－e(k)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中调整频率的具体方法包括：

若两台变频压缩机都已开启且均不处于启动阶段，则进入频率趋同时，计算趋同目标频率＝(进入趋同前的第一变频压缩机频率+进入趋同前的第二变频压缩机频率)/2，然后分别调整第一变频压缩机、第二变频压缩机的频率至所述趋同目标频率；且/或

若当前只有一台变频压缩机已开启，则在按需求开启另一台变频压缩机并满足该变频压缩机的启动已保持设定时间后，计算趋同目标频率＝先开启的变频压缩机的当前频率/2，若计算出的趋同目标频率小于变频压缩机的最低输出频率，则趋同目标频率＝变频压缩机最低输出频率，然后分别调整第一变频压缩机、第二变频压缩机的频率至所述趋同目标频率。

8.存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

9.双变频系统，包括第一变频系统、第二变频系统、控制器、温度传感器，

所述第一变频系统包含分别电连接控制器的第一外风机、第一冷凝器、第一内风机、第一蒸发器、第一膨胀阀、第一变频压缩机，第一外风机对第一冷凝器进行抽风散热，第一冷凝器的输出端通过管道依次连通第一膨胀阀、第一蒸发器、第一变频压缩机后连接至第一冷凝器的输入端，第一内风机位于第一蒸发器出风侧，

所述第二变频系统包含分别电连接控制器的第二外风机、第二冷凝器、第二内风机、第二蒸发器、第二膨胀阀、第二变频压缩机，第二外风机对第二冷凝器进行抽风散热，第二冷凝器的输出端通过管道依次连通第二膨胀阀、第二蒸发器、第二变频压缩机后连接至第二冷凝器的输入端，第二内风机位于第二蒸发器出风侧，

所述第一变频系统与第二变频系统对称设置，且第一蒸发器与第二蒸发器相邻摆放，所述温度传感器设于两者进风侧的中间从而检测空调进风温度t1，温度传感器与所述控制器电连接，其特征在于：还包括被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现如权利要求1-7 任一项所述的方法。

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